密歇根州安娜堡 - 密歇根大学的研究人员开发了一种称为钴酞菁的催化剂材料，可将二氧化碳(气候变化的重要驱动因素)转化为甲醇等可再生燃料。

密歇根大学研究人员研究了使用钴酞菁作为催化剂，通过多个反应步骤将二氧化碳转化为甲醇，该研究发表在《ACS Catathesis》杂志上。第一步将二氧化碳(CO 2 )转化为一氧化碳(CO)，第二步将CO转化为甲醇。

这种方法提供了一种减少温室气体排放的可持续方法，同时提供了生产清洁能源的途径。

长期以来，科学家们一直试图找到一种将二氧化碳化学转化为甲醇等燃料的方法。甲醇有可能以更环保的方式为车辆提供动力。

虽然二氧化碳转化为甲醇已经工业化，但通过电化学过程大规模实现这种转化已被证明是一个重大挑战。

“我们的方法是独特的，因为我们能够引入并弥合每个领域针对同一问题的所有知识。我们的团队中有科学家和工程师，集思广益并收集见解，以尽可能最好的方式设计和理解系统，”共同主要作者凯文·里维拉-克鲁兹(Kevin Rivera-Cruz)说，他最近从密歇根大学获得了化学博士学位。

酞菁钴的作用就像 CO2 或 CO 分子的分子钩。这些分子围绕钴金属的排列(几何形状)至关重要，因为它决定了每个气体分子结合的强度。他们发现，问题在于钴酞菁与 CO2 分子的结合比与 CO 分子的结合要强得多。因此，一旦第一步产生 CO，CO 就会被另一个 CO2 分子取代，然后才能进一步转化为甲醇。

研究人员利用先进的计算模型计算出，钴酞菁与二氧化碳的结合强度是其与一氧化碳的结合强度的三倍多。他们还通过测量改变二氧化碳和一氧化碳含量时的反应速率的实验证实了这一点。

研究人员表明，结合亲和力的差异与催化剂的电子如何与 CO2 和 CO 分子相互作用有关。为了解决这个问题，研究人员建议重新设计钴酞菁催化剂，以增强其与二氧化碳的相互作用，并降低其与二氧化碳的结合强度。

解决这一障碍可以为使用酞菁钴等催化剂大规模有效地将二氧化碳废物转化为甲醇燃料铺平道路。

共同作者包括密西根大学的 Libo Yao、Paul Zimmerman、Nirala Singh 和 Charles McCrory。